【摘 要】
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在给受体共混溶液中添加DIO是优化PTB7类聚合物太阳能电池形貌和器件性能的重要方法,然而,其背后的光电转换动力学机制仍不是很清楚[1,2].为此,本课题以PTB7∶PC71BM光伏器件为研究对象,采用稳态和时间分辨光谱方法研究了添加DIO和未添加DIO处理器件的光电转换动力学机制.研究发现,加入DIO添加剂制备的PTB7∶PC71BM光伏器件,其光电转换效率可达8.4％,远高于未添加DIO制备器
【机 构】
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广州航海学院基础教学部 广州市黄埔区红山三路101号 重庆文理学院 重庆市永川区红河大道3 19号
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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在给受体共混溶液中添加DIO是优化PTB7类聚合物太阳能电池形貌和器件性能的重要方法,然而,其背后的光电转换动力学机制仍不是很清楚[1,2].为此,本课题以PTB7∶PC71BM光伏器件为研究对象,采用稳态和时间分辨光谱方法研究了添加DIO和未添加DIO处理器件的光电转换动力学机制.研究发现,加入DIO添加剂制备的PTB7∶PC71BM光伏器件,其光电转换效率可达8.4％,远高于未添加DIO制备器件3.7％的光电转换效率.为理解其影响机制,本工作从激子解离和电荷复合的角度进行了分析.首先,在对纯PTB7器件偏压依赖的光致发光特性研究中,观察到了明显的电场诱导的单重态激子解离现象,根据光致发光强度随电场的依赖关系,分析得出PTB7的激子结合能为～0.12 eV,远小于传统聚合物＞0.3 eV的经验值.由于PTB7∶PC71BM的给受体LUMO能级差为0.69 eV,远大于PTB7的激子结合能,因此认为,给受体界面处的PTB7激子都可以有效解离,激子解离效率的限制性因素则为共混膜中PTB7相的相尺度大小.稳态光致发光实验发现,加入DIO制备的共混薄膜,其单重态激子淬灭效率更高,说明DIO添加剂可以有效减小共混膜中PTB7相的相分离尺度,提高激子解离效率.瞬态吸收光谱研究发现,未添加DIO制备的器件,其载流子复合主要由孪生复合主导,而加入DIO制备的器件,可以有效减少载流子复合.综上,添加DIO制备器件的高激子解离效率、低载流子复合效率,使其具有更高的光电转换效率.
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